Name: canalostomy as a surgical approach to local drug delivery into the inner ears of adult and neonatal mice
Uploaded: 2018-05-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Canalostomy As a Surgical Approach to Local Drug Delivery into the Inner Ears of Adult and Neonatal Mice at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Grant-Nummern 81570912, 81771016, 81100717) unterstützt.

Alle Verfahren und tierischen Operationen wurden nach den Richtlinien des Animal Care und Verwendung der medizinischen Universität Chinas Hauptstadt durchgeführt.
1. Gerät Vorbereitungen
<ol><li>Um die Injektionskanüle (Abbildung 1A) zu machen, verbinden Polyimid-Schlauch (Innendurchmesser 114,3 µm, Außendurchmesser 139,7 µm, Länge ~ 3 cm), Polyethylen-Rohre (Innendurchmesser 280 µm, Außendurchmesser 640 µm, Länge ~ 40 cm). Verwendung von Sekundenkle...

<ol>
	<li>Stachler, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+practice+guideline:+sudden+hearing+loss.">Clinical practice guideline: sudden hearing loss.</a> Otolaryngol Head Neck Surg. 146 (3 Suppl), S1-S35 (2012).</li><li>Lentz, J. 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P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Notch+signaling+and+Atoh1+expression+during+hair+cell+regeneration+in+the+mouse+utricle.">Notch signaling and Atoh1 expression during hair cell regeneration in the mouse utricle.</a> Hear Res. 267 (1-2), 61-70 (2010).</li><li>Pietola, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HOX-GFP+and+WOX-GFP+lentivirus+vectors+for+inner+ear+gene+transfer.">HOX-GFP and WOX-GFP lentivirus vectors for inner ear gene transfer.</a> Acta Otolaryngol. 128 (6), 613-620 (2008).</li><li>Han, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgene+expression+in+the+guinea+pig+cochlea+mediated+by+a+lentivirus-derived+gene+transfer+vector.">Transgene expression in the guinea pig cochlea mediated by a lentivirus-derived gene transfer vector.</a> Hum Gene Ther. 10 (11), 1867-1873 (1999).</li></ol>

In dieser Studie haben wir gezeigt, dass Medikamentenabgabe durch Canalostomy weite Verbreitung des Reagens in der Cochlea und vestibulären Ende-Organe geführt. Als ein Innenohr gen Versandart führte Canalostomy GFP Ausdruck in den inneren Ohren von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen mit minimalschaden Hör- und vestibulären Funktion. Darüber hinaus können mehrere Injektionen im gleichen Tier einfach durchgeführt werden.
Eine der größten Stärken des Canalostomy ist, dass es minimal...

Sensorineurale hören Verlust und vestibulären Dysfunktion Affekt eine beträchtliche Anzahl von Patienten und sind eng verbunden mit Innenohrerkrankungen. Lieferung von therapeutischen Medikamenten ins Innenohr zeigt Versprechen für die Behandlung von Innenohrerkrankungen. Ein systemische oder lokaler Ansatz kann verwendet werden, um Drogen in das Innenohr zu liefern. Einige Innenohr-Erkrankungen sind erfolgreich mit systemischen Medikamentengabe wie idiopathischer Hörsturz behandelt, die häufig mit systemischen Steroiden1behandelt wird. Darüber hinaus zeigten Lentz Et Al. , dass systemische Verabreichung von antisense-Oligonukleotid konnte verbessern hören und Gleichgewicht Funktionen in die Ush1c mutierten Maus Modell2. Aber ein Großteil der Innenohr-Erkrankungen sind nicht effektiv behandelt durch systemische Medikamentengabe aufgrund der Blut-Labyrinth-Barriere, die Zugang zu Medikamenten zum Innenohr3,4begrenzt. Im Gegensatz dazu können lokale Medikament Bereitstellungsstrategien Innenohrerkrankungen effizienter behandeln. In der Tat ist das Innenohr potenziell ein ideales Ziel für lokale Medikamentenapplikation; Es ist gefüllt mit Flüssigkeit, die Verbreitung der Droge nach einer Website Diffusion oder Injektion erleichtert, und es ist relativ isoliert von benachbarten Organen, die Nebenwirkungen5,6begrenzt.
Lokalen Medikament Bereitstellungsstrategien gehören intratympanale und intralabyrinthine Methoden. Die Wirksamkeit der intratympanale Route stützt sich weitgehend auf Droge Durchlässigkeit durch Rundfenster Membran (RWM) und die Verweilzeit des Medikaments auf die RWM3,4,7,8. Somit eignet sie sich nicht für die Lieferung von Medikamenten oder Reagenzien, die der RWM nicht durchdringen können. Intralabyrinthine Methoden beinhalten Inokulation von Medikamenten direkt in das Innenohr, was zu einem hohen Dosis und weite Verbreitung. Jedoch intralabyrinthine Methoden erfordern heikle Operationen und sind invasive, führt zur Beschädigung der Innenohr-Funktion. Derzeit ist die intralabyrinthine Injektion von Medikamenten nur in Tierversuchen verwendet, da es nicht ausreichend sicher für den Einsatz in Menschen9nachgewiesen. Daher Operationsverfahren müssen vereinfacht werden, und das Verletzungsrisiko reduziert, um intralabyrinthine Ansätze in die Klinik zu übersetzen.
Mehrere intralabyrinthine Ansätze wurden bei Tieren durch Injektion durch die RWM5,10,11 und in der Scala Media12,13,14, Scala Pauke bewertet 15 , 16, die Scala Vestibül17Bogengängen16,18,19,20und endolymphatic Sac-21. Jeder dieser Ansätze hat vor- und Nachteile6. Lieferung durch den RWM ist atraumatisch Neugeborenen Mäusen5,22. Jedoch ist eine leichte Schwerhörigkeit nach RWM Injektion23, möglicherweise aufgrund von Mittelohr Erguss nach der Operation24bei Erwachsenen Mäusen beobachtet. Scala Media Einspritzung, die die Injektion des Reagens direkt in den endolymphatic Raum mit den sensorischen Epithel beteiligt sind, erzielt eine hohe Reagenz-Konzentration im Ziel Ende-Organe12,14, 25 , 26. jedoch dieser Ansatz erfordert ein komplexes Verfahren und ergibt deutliche Erhöhung der Hörschwelle erfolgt spätestens postnatale Tag 5 (P5)25,27, die seine Anwendung beschränkt.
Im Vergleich zu den oben genannten intralabyrinthine Ansätzen, bewirkt, dass Canalostomy minimalen Beschädigung des Innenohrs, insbesondere bei Erwachsenen Mäusen16,18,28,29,30, die wichtig für die Beurteilung der Schutzwirkung und Translationale Aspekte. Darüber hinaus bei Nagern, den Bogengängen jenseits der Bulla befinden sich erleichtert chirurgische Eingriffe und Störungen des mittleren Ohrs während der Operation vermeidet. In der Klinik werden Semicircular Canal Operationen für unlösbar gutartiger paroxysmal positionsvertigo31,32,33, schlägt die klinischen Durchführbarkeit des Canalostomy verwendet. Da es zum ersten Mal beschrieben von Kawamoto Et al.. 16 im Jahr 2001 Canalostomy wurde verwendet, um verschiedene Reagenzien, wie virale Vektoren, SiRNA, Stammzellen und aminoglykosid, liefern in der murinen Innenohr18,19,28,29 ,34,35,36,37. Inokulation von Adeno-assoziierte Virus (AAV) Vektoren von Canalostomy zu ermöglichen, Überexpression von exogenen Gene in das sensorische Epithel und primären Neuronen der Cochlea und vestibulären Ende-Organe18,28, 29,30. Whirlin Gen-Therapie von Canalostomy stellt Balance-Funktion und verbessert die Anhörung in einem Mausmodell der menschliche Usher-Syndrom19, was darauf hindeutet, dass Canalostomy nützlich für die Studien der Gentherapie für genetische Cochleovestibular Krankheiten ist. Transplantation von mesenchymalen Stammzellen durch Canalostomy führt zu Reorganisation der Cochlea-Fibrocytes und Anhörung Erholung in einem Rattenmodell der akuten Anhörung sensorineuralem Verlust35. Darüber hinaus Canalostomy kann verwendet werden, um die Aminoglykoside ins Innenohr herstellen vestibuläre Läsionen18,34,38einführen und mehrere Injektionen durchgeführt werden können, wenn erforderlich,18 , 34.
In diesem Artikel beschreiben wir ausführlich, Canalostomy Techniken bei Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen. Wir geimpft verschiedene Reagenzien, darunter Fast-grüne Farbstoff und AAV Serotyp 8 (AAV8), zusammen mit dem grün fluoreszierenden Proteins (GFP) Gen (AAV8-GFP) und Streptomycin, ins Innenohr Maus, die unmittelbaren und langfristigen Ergebnisse nach Canalostomy zu bewerten.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Polymide Tubing</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>823400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing</td>
			<td>Scientific Commodities Inc.</td>
			<td>BB31695-PE/1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10&#956;l Microsyringe</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>80001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine HCL</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Llc.</td>
			<td>X-1251</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating Miroscope</td>
			<td>Carl Zeiss Optical LLC.</td>
			<td>Pico</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Forceps</td>
			<td>Dumont Dumostar</td>
			<td>10576</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-green Dye</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Llc.</td>
			<td>F7252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV8-GFP</td>
			<td>BioMiao Biological Technology Co. Ltd (Beijing, China)</td>
			<td>20161101</td>
			<td>Titer: 2&#215;10e12 vg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptomycin Sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Llc.</td>
			<td>S9137</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjection Pump</td>
			<td>Stoelting Co.</td>
			<td>789100S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric Pad</td>
			<td>Pet Fun</td>
			<td>11072931136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 cc Syringe</td>
			<td>Mishawa Medical Industries Ltd. (Shanghai, China)</td>
			<td>2011-3151258</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine HCL</td>
			<td>Gutian Pharmaceutical Co., Ltd. (Fujian, China)</td>
			<td>H35020148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric Animal Clipper</td>
			<td>Codos Electrical Appliances Co., Ltd. (Guangdong, China)</td>
			<td>CP-8000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Pellet</td>
			<td>Yatai Healthcare Ltd. (Henan, China)</td>
			<td>Yu-2008-1640081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture</td>
			<td>Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. (Shanghai, China)</td>
			<td>Hu-2013-2650207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye Ointment</td>
			<td>Beijing Shuangji Pharmaceutical Ltd. (Beijng China)</td>
			<td>H11021270</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

canalostomy as a surgical approach to local drug delivery into the inner ears of adult and neonatal mice

Lokale Übermittlung Medikamente in das Innenohr ist eine vielversprechende Therapie für Innenohr-Erkrankungen. Injektion durch Bogengängen (Canalostomy) hat sich gezeigt, zu lokalen Wirkstoffapplikation ins Innenohr ein sinnvoller Ansatz sein. Das Ziel dieses Artikels ist es, im Detail, die Operationstechniken beteiligt Canalostomy bei Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen zu beschreiben. Wie angedeutet durch schnell-grüne Farbstoff und Adeno-assoziierten Virus Serotyp 8 mit dem grün fluoreszierenden Protein-gen, erleichtert die Canalostomy breite Verteilung des injizierten Reagenzien in der Cochlea und vestibulären Ende-Orgeln mit minimaler Beschädigung zu hören und vestibuläre Funktion. Die Operation war erfolgreich bei Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen durchgeführt; in der Tat konnte mehrere Operationen durchgeführt werden, falls erforderlich. Zusammenfassend, Canalostomy ist eine wirksame und sichere Annäherung an Drug-Delivery in das innere Ohr von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen und kann verwendet werden, um menschliche Innenohr-Erkrankungen in der Zukunft zu behandeln.

Schnell-grüne Farbstoff wurde in der PSC von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen zu seiner unmittelbaren Quantil im Innenohr injiziert. Der Farbstoff wurde in die Cochlea, Vestibül und Bogengängen unmittelbar nach der Operation (Abbildung 4) erkannt.
Um die Sicherheit und Effizienz der Canalostomy für Innenohr-gen Lieferung zu bewerten, wurde AAV8-GFP in das Innenohr von Erwachsenen und Neugebo...

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Canalostomy As a Surgical Approach to Local Drug Delivery into the Inner Ears of Adult and Neonatal Mice

Canalostomy als ein chirurgisches Vorgehen zu Local Drug Delivery in das innere Ohr von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen

Hier beschreiben wir Canalostomy Verfahren die lokale Medikamentenabgabe in das innere Ohr von Erwachsenen und Neugeborenen Mäusen durch den Semicircular Kanal mit minimalschaden Hör- und vestibulären Funktion ermöglicht. Diese Methode kann verwendet werden, virale Vektoren, Pharma und kleine Moleküle in das Innenohr Maus impfen.

Local delivery of therapeutic drugs into the inner ear is a promising therapy for inner ear diseases. Injection through semicircular canals (canalostomy) ...

Research

JoVE Journal

Genetics

In Vitro Transcription Assays and Their Application in Drug Discovery

In Vitro Transcription Assays and Their Application in Drug Discovery

In - vitro - Transkriptionsassays und ihre Anwendung in der Drug Discovery

In vitro transcription assays have been developed and widely used for many years to study the molecular mechanisms involved in transcription. This process ...

Forschung

Genetik

Detection of Inter-chromosomal Stable Aberrations by Multiple Fluorescence In Situ Hybridization (mFISH) and Spectral Karyotyping (SKY) in Irradiated Mice

Detection of Inter-chromosomal Stable Aberrations by Multiple Fluorescence In Situ Hybridization mFISH and Spectral Karyotyping SKY in Irradiated Mice

Der Nachweis von Inter-chromosomale Stable Abberationen durch Mehrfachfluoreszenz<em&gt; In Situ</em&gt; Hybridisierung (MFISH) und Spektrale Karyotypisierung (SKY) in Bestrahlte Mäuse

Ionizing radiation (IR) induces numerous stable and unstable chromosomal aberrations. Unstable aberrations, where chromosome morphology is substantially ...

Controllable Ion Channel Expression through Inducible Transient Transfection

Steuerbare Ionenkanal-Expression durch induzierbare Transiente Transfektion

Transfection, the delivery of foreign nucleic acids into a cell, is a powerful tool in protein research. Through this method, ion channels can be ...

Systemic Delivery of MicroRNA Using Recombinant Adeno-associated Virus Serotype 9 to Treat Neuromuscular Diseases in Rodents

Systemische Lieferung von MicroRNA mit rekombinanten Adeno-assoziierten Virus Serotyp 9 zur Behandlung von neuromuskulärer Erkrankungen bei Nagern

RNA interference via the endogenous miRNA pathway regulates gene expression by controlling protein synthesis through post-transcriptional gene silencing. ...

Determination of the Optimal Chromosomal Location(s) for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Determination of the Optimal Chromosomal Locations for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Bestimmung der optimalen chromosomalen Speicherorte für eine DNA-Element in Escherichia coli mit einem neuartigen Transposon-vermittelte Ansatz

The optimal chromosomal position(s) of a given DNA element was/were determined by transposon-mediated random insertion followed by fitness selection. In ...

High-throughput Identification of Synergistic Drug Combinations by the Overlap2 Method

High-throughput Identification of Synergistic Drug Combinations by the Overlap2 Method

Hochdurchsatz-Identifizierung von synergistischen Wirkstoffkombinationen durch die Überlappung2 Methode

Although antimicrobial drugs have dramatically increased the lifespan and quality of life in the 20th century, antimicrobial resistance threatens our ...

The Replica Set Method: A High-throughput Approach to Quantitatively Measure Caenorhabditis elegans Lifespan

The Replica Set Method: A High-throughput Approach to Quantitatively Measure Caenorhabditis elegans Lifespan

Die Replica-Set-Methode: Eine Hochdurchsatz-Ansatz zu quantitativ Messen Caenorhabditis Elegans Lebensdauer

The Replica Set method is an approach to quantitatively measure lifespan or survival of Caenorhabditis elegans nematodes in a high-throughput manner, thus ...

A Combinatorial Single-cell Approach to Characterize the Molecular and Immunophenotypic Heterogeneity of Human Stem and Progenitor Populations

Eine kombinatorische einzellige Ansatz zur molekularen Charakterisierung und Immunophenotypic Heterogenität der menschlichen Stammzellen und Vorläuferzellen Populationen

Immunophenotypic characterization and molecular analysis have long been used to delineate heterogeneity and define distinct cell populations. FACS is ...

Using Ustilago maydis as a Trojan Horse for In Situ Delivery of Maize Proteins

Using Ustilago maydis as a Trojan Horse for In Situ Delivery of Maize Proteins

Mit Ustilago Maydis als ein Trojanisches Pferd für In Situ Lieferung von Mais Proteine

Inspired by Homer&#180;s Trojan horse myth, we engineered the maize pathogen Ustilago maydis to deliver secreted proteins into the maize apoplast ...

Using In Vitro and In-cell SHAPE to Investigate Small Molecule Induced Pre-mRNA Structural Changes

Mit In-vitro- und In der Zelle Form zu untersuchen, kleines Molekül induzierte Pre-mRNA Strukturveränderungen

In the process of drug development of RNA-targeting small molecules, elucidating the structural changes upon their interactions with target RNA sequences ...